Monitorización, control y gestión de fuentes de generación, sistemas de almacenamiento y consumos en una microrred.

Abstract

Microgrids are small-scale electricity systems that can operate independently or be connected to the main electricity grid, composed of distributed energy sources, storage systems and consumptions.

In recent years, they have become increasingly important due to their ability to improve the reliability of the electricity system, making them resilient by guaranteeing a continuous supply of energy in emergency situations. They also facilitate the integration of renewable energy into the grid, optimising the use of local resources and thus empowering local communities by allowing them to control their own energy generation and distribution, fostering local economic development and increasing energy security and reducing greenhouse gas emissions.

In addition, their flexibility allows them to adapt quickly to changes in demand and generation conditions, thus optimising system operation and increasing system efficiency.

In summary, microgrids are fundamental for the transformation towards more efficient, resilient and decentralised electricity systems in the transition to a more sustainable energy future.

This doctoral thesis presents a system for monitoring, control and management of microgrids that allows to see in real time all the values of each of the elements of generation, storage systems and consumption that are part of it and to control those that allow it, by sending the desired operating instructions at all times. All the monitored data is stored in a database for subsequent analysis to define different energy management strategies to improve the operation of the microgrid. In addition, an alarm system has been developed that alerts the microgrid operator of any incident that occurs in the microgrid to reduce the response time in maintenance work and improve its operation.

Las microrredes son sistemas eléctricos de pequeña escala que pueden operar de manera independiente o conectarse a la red eléctrica principal, compuestas por fuentes de energía distribuida, sistemas de almacenamiento y consumos.

En los últimos años su importancia va en aumento debido a su capacidad para mejorar la fiabilidad del sistema eléctrico, otorgándoles resiliencia al garantizar un suministro continuo de energía en situaciones de emergencia. También facilitan la integración de las energías renovables en la red, optimizando el uso de recursos locales y empoderando por tanto a las comunidades locales al permitirles controlar su propia generación y distribución de energía, fomentando el desarrollo económico local y aumentando la seguridad energética y reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.

Además, su flexibilidad permite adaptarse rápidamente a cambios en la demanda y condiciones de generación, optimizando así la operación del sistema y aumentando su eficiencia.

En resumen, las microrredes son fundamentales para la transformación hacia sistemas eléctricos más eficientes, resilientes y descentralizados en la transición hacia un futuro energético más sostenible.

Esta tesis doctoral presenta un sistema de monitorización, control y gestión de microrredes que permite ver en tiempo real todos los valores de cada uno de los elementos de generación, sistemas de almacenamiento y consumos que forman parte de ella y controlar aquellos que lo permitan, mediante el envío de las consignas de operación deseadas en cada momento. Todos los datos monitorizados se almacenan en una base de datos para su posterior análisis que permita definir diferentes estrategias de gestión de la energía que mejoren el funcionamiento de la microrred. Además, se ha desarrollado un sistema de alarmas que avisa al operador de la microrred de cualquier incidencia que se produzca en la misma para reducir el tiempo de respuesta en las labores de mantenimiento y mejorar su funcionamiento.